26 ноября, 2020

Гибридный инвертор для солнечных батарей: виды, обзор лучших моделей + особенности подключения

Системы электропитания с одновременным применением классической токоподачи и электрической энергии от солнечных лучей – экономически обоснованное решение для приватного домовладения, коттеджных, дачных поселков и помещений на производстве.

Незаменяемый компонент комплекса – гибридный преобразователь напряжения для фотоэлектрических панелей, определяющий режимы подачи напряжения, обеспечивающий бесперебойность и продуктивность работы гелиосистемы.

Гибридный преобразователь напряжения: оценка возможностей

Применение возобновляемой солнечной энергии в конфигурации с централизованным электроснабжением даёт ряд плюсов. Хорошую работу гелиосистемы нереально без одного из основных компонентов – преобразователя напряжения.

Преобразователь напряжения гелиосистемы – приспособление для конвертирования непрерывного тока (DC), поступающего от солнечных батарей, в переменную электрическую энергию. Собственно на токе напряжением 220 В работает техника для дома. Без преобразователя напряжения выработка энергии бессмысленна.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Рабочая схема системы: 1 – солнечные модули, 2 – контролер заряда, 3 – аккумуляторная батарея, 4 – инвертор (преобразователь напряжения) с подачей электрического тока (АС)

Провести оценку возможностей гибридной модели лучше в сравнении с спецификами работы его ближайших соперников – независимых и сетевых «дизайн радиаторов».

Сетевой преобразователь напряжения. Устройство в рабочем состоянии на нагрузки общей электрические сети. Выход от преобразователя подсоединен к потребителям электрической энергии, сети АС. Схема различается обычностью, но имеет пару противопоказаний:

  • трудоспособность при общедоступности электрического тока в сети;
  • напряжение электрические сети должно быть относительно стабильным и подходить рабочему диапазону преобразователя.

Разновидность популярна в приватизированных домах с существующим «зеленым» тарифом на электрификацию.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Днем при минимальном потреблении энергии, выработанный ток поступает в сеть по «зеленым» расценкам, с вечера до самого утра здание «подпитывается» от централизованного обеспечения электротоком

Независимый преобразователь напряжения. Прибор запитывается от аккумулятора, который получает заряд от фотоэлектрических батарей через МРРТ-контроллер. В системе применяются батареи различных типов, плюс к этому очень технологичные литиевые аккумуляторы.

При высоком «наполнении» накопляющего устройства избыток электрической энергии подается на вход преобразователя напряжения, выход которого подсоединен с конечными потребителями АС. При дефиците активности солнца энергия берется из батарей аккумулятора и проходит «конвертацию» через преобразователь напряжения напряжения.

Специфики работы независимой установки:

  • возможность независимой работы при отсутствии сетевого электрического тока;
  • многие модели поддерживают рабочий режим по «зеленому» курсу;
  • КПД установок – 90-93%.

Для оснащения полной автономности объекта требуется правильный расчет мощности гелиопанелей и достаточная энергоемкость аккумулятора.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Вариант независимого применения преобразователя напряжения без включения в систему централизованного сетевого подсоединения. Независимый преобразователь популярен в местности с полным неимением или плохим качеством подачи электричества

Гибридный преобразователь напряжения. Модель разнится от выше описанных устройств особенной «архитектурой» изготовления. В середине предусматривается специальная электросхема, она позволяет в режиме преобразователя параллельно работать с источником тока (сетью, генератором).

Одновременно идет питание нагрузки от центральной сети и фотоэлектрических панелей, при этом функция приоритета отведена поставщику непрерывного тока.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Гибридный преобразователь дает возможность максимально эффективно употреблять солнечную энергию, не переключаясь с сети электрического снабжения от центральной станции или генератора

Конкурентные плюсы заложены в универсальности преобразователей напряжения гибридного типа:

  1. Сеть – своего рода просторный аккумулятор с КПД в 100%. Все остатки, выработанные фотоэлектрическими пластинами можно перенаправить в центральную сеть по «зеленому» курсу.
  2. Обеспечение бесперебойного питания. При отключении ключевого электрического питания система перестраивается в независимый режим, защищая всех потребителей от «скачков» напряжения.
  3. Увеличение лимита мощности сети при пиковых нагрузках за счёт добавки энергии от аккумуляторно-инверторного комплекса.

При спаде употребления гелиокомплекс переход в режим зарядки и спустя какой то период времени вновь готов к применению. Функция удвоенной мощности может обозначаться: Smart Boots, Power Shaving, Grid support.

Добавление мощности выполняется по следующим принципам:

  • если применяемая мощность ниже предельного сетевого употребления, то помимо питания нагрузки выполняется заряд накопляющей батареи;
  • в отсутствии сетевого напряжения тратится электрическая энергия, полученная от аккумулятора и преобразованная преобразователем напряжения;
  • если нагрузка превосходит граничное значение мощности сети, то недостаток восполняется аккумулированной электрической энергией от фотоэлектрической панели.

Перечисленные рабочие режимы способны поддерживать смешанные модели с зарядным устройством.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Некоторые универсальные преобразователи напряжения рассчитаны на одновременное подключение нескольких линий электрического тока для автоматизированного ввода резерва. Высокотехничные модели собственными силами регулируют аккумуляторный заряд

Разновидности преобразователей тока

Подбирая «сердце» независимой системы электроснабжения, необходимо правильно сравнить возлагаемые задачи на оборудование с его возможными возможностями. Ключевыми признаками спецификации гибридных преобразователей напряжения считаются: метод изменения рабочих режимов, форма напряжения на выходе и возможность обслуживания одно- или трёхфазной системы электроснабжения.

Сопоставление ББП и гибридной установки

Определенные компании непроизвольно вводят потребителя в заблуждения, именуя блок бесперебойного питания (ББП) гибридным преобразователем напряжения. Кажется, оба прибора исполняют похожие задачи, однако есть значительное отличие.

ББП собой представляет преобразователь напряжения с зарядным устройством. Модуль первым делом обеспечивает расходование энергии от фотоэлектрической установки, а при ее недостатке – переключается на употребление от сети.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

ББП не может исполнять функцию «подмеса» накопленной электрической энергии от батарей аккумулятора с сетевой. Приоритетное употребление от источника DC реализовано путем выключения от сети и переходом на работу от аккумулятора

Функционирование системы в «дерганом» режиме провоцирует добавочное циклирование аккумулятора и убыстряет его износ. В большинстве дешевых ББП пороговое напряжение установлено без возможности регулирования.

В моделях гибридных преобразователей напряжения для фотоэлектрических панелей аналогичные скачки исключены – аппарат приспосабливается под необходимую мощность и работает совместно с разными источниками тока.

Можно лично подбирать приоритетное употребление. В основном, упор выполняется на расходование энергии от фотоэлектрических панелей. В определенных гибридных агрегатах предусматривается опция ограничения мощности, поступающей от городской сети.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Сопоставление функций распространенных модификаций гибридных «дизайн радиаторов» и ББП. В серии моделей Victron есть возможность повышения инверторной мощности за счёт сетевой

Разновидности по форме сигнала преобразователя напряжения

Преобразователи тока фотоэлектрических панелей делят по типу выходного сигнала. Отличают:

  • чистая синусоида;
  • модифицированный синус (квази-синусоида);
  • меандр.

Завершальный вариант в действительности как правило не применяется, так как резкая смена полярности вызывает перебои в работе аппаратуры.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Преобразователь напряжения с подачей «П-образного» сигнала не сумеет обезопасить устройства от скачков напряжения. Более того, главная часть домашней техники не воспринимает «меандровый» ток

Чистая синусоида. Преобразователь выдаёт очень качественный сигнал, превосходящий форму тока сети. Это идеальный вариант, обеспечивающий работу «чувствительной» аппаратуры: отопительных котлов, компрессоров, электрических двигателей, медицинской техники и приборов на базе трансформаторных источников питания.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Недостатки преобразователей напряжения синусоидального колебания: большая цена и большие размеры. Покупка преобразователя с чистым синусом обойдется вдвое дороже модели с квази-синусоидой при равных показателях итоговой мощности

Квази-синус. Передача энергетики сигнала в форме модифицированной синусоиды способна понижать продуктивность работы отдельных приборах, нагнетать возникновение шумов, вызывать помехи или приводить к выходе из строя оборудования.

При питании низкочастотных преобразователей электрической энергии, асинхронных, двигателей синхронного типа просматривается уменьшение мощности на 20-30%. Этот «просчет» превращается в энергию тепла, излишне нагревая устройства.

Преобразователи напряжения с псевдосинусоидальным сигналом выделяются компактностью и подходящей стоимостью. Их применение лучше для питания приборов без индуктивных нагрузок, которые расчитаны на употребление активных составляющих электромощности. К данной группе относятся: теплоэлектрические нагреватели, лампы общего назначения систем освещения и прочие резистивные конструкции.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Варианты модифицированного синуса: 1 – усложненная форма меандра с паузой, 2 – приближение к чистому синусу за счёт повышения числа переходов

Форма выходного сигнала должен быть указан в паспорте преобразователя напряжения или бесперебойника. Допустимые определения: «Back» – гарантия отсутствия чистого синуса, «Smart» — возможность получения на выходе хорошего тока.

Большинство производителей в сопроводительном документе отмечают показатель гармоник (индекс нелинейных искажений). Если параметр менее 8%, то аппарат выдаёт почти что замечательный синус.

Однофазные и трехфазные модели

Однофазные преобразователи напряжения в основном встраиваются в цепь фотоэлектрической системы домашнего применения с обычным напряжением 220В. Диапазон напряжения на выходе при подсоединении на одну фазу в разнообразных моделях может колебаться в границах 210-240В, выходная частота – 47-55 Hz, мощность – 300-5000 Вт.

Однофазные преобразователи напряжения выпускаются под типовые значения напряжения батарей аккумулятора: 12, 24 и 48 В. Дабы преобразователь не функционировал на пределе возможностей нужно утвердить мощность «конвекторного обогревателя» с напряжением фотоэлектрической панели или аккумулятора.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Диапазон зависимости параметров аккумулятора (напряжение — В) и солнечного преобразователя (номинальная мощность — Вт): 12 В – в границах 600 Вт, 24 В – до 1,5 кВт, 48 В – более 1,5 кВт

Трехфазные преобразователи напряжения используются для подачи трехфазного тока, обеспечивающего питание электрических двигателей. Предпочтительное использование – производство, цеха, коммерческое назначение. Преобразователи напряжения на три фазы выделяются большей мощностью (3-30 кВт), большим диапазоном выходного переменного напряжения (220В/400В).

На рынке есть и модели комбинированного типа. К ним можно отнести однофазные преобразователи напряжения с возможностью синхронизации выходов преобразователя со сдвигом фаз – это дает возможность питать трехфазные нагрузки.

Параметры подбора преобразователя напряжения фотоэлектрической панели

Продуктивность работы преобразователя и всей системы электрообеспечения сильно зависит от правильного выбора показателей оборудования. Помимо описанных выше параметров необходимо оценить:

  • мощность на выходе;
  • вид защиты;
  • эксплутационную температуру;
  • размеры установки;
  • КПД;
  • наличие доп. функций.

Мощность. Номинал «солнечного» преобразователя напряжения выбирается в расчете самой большой нагрузки на сеть и будущего времени независимой работы. В пусковом режиме преобразователь способен отдавать короткое увеличение мощности на момент эксплуатационного ввода емкостных нагрузок. Это время свойственен при включении посудомоечных, машин для стирки или холодильников.

При эксплуатации ламп освещения и телевизора подойдёт маломощный преобразователь напряжения на 500-1000 Вт. В основном, требуется расчет суммарной мощности эксплуатируемой техники. Необходимая величина указывается конкретно на корпусе прибора или в сопроводительном документе.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Полученное значение будет лучше расширить на 20-30% — это и будет требуемая выходная мощность преобразователя напряжения. К примеру, общая мощность оборудования составляет 500 Вт/ч, срок независимой работы – 5 ч. Расчет: 500 Вт/ч*5ч*1,2=3000 Вт/ч

Защитный уровень. Хороший солнечный преобразователь напряжения обязан иметь несколько ступенек защиты. Предлагаемые варианты: система принудительного охлаждения, предупреждение короткого замыкания, защита от провалов и выбросов сетевого напряжения.

Очень важно – наличие герметичного укрепленного корпуса, предупреждающего попадание внутрь пылевых частиц, влаги. Показатель защиты электрические оборудования нормируется согласно стандартизации IEC-952.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Индекс отмечается как IP AB, где А – уровень защищенности от проникновения чужих частиц внутрь устройства, В – выносливость к влиянию влагой

Для эксплуатационных условий на чистом воздухе подходят модели с индексом «IP65» — надежность и прочность преобразователя напряжения допускает его использование во внешней атмосфере.

Температура работы. Широкий интервал значений – показатель лучшего качества сборки преобразователя напряжения. Величина показателя особо важна при размещении преобразователя в холодном помещении.

Размеры установки. Вес – косвенный качественный показатель преобразователя напряжения. Есть мнение – чем тяжелее преобразователь, тем он мощнее. Это можно объяснить наличием в высокомощном оборудовании блока питания. В «очень легких» моделях отсутствие блока питания будет причиной неполадки преобразователя напряжения при подаче высокого пускового тока.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Согласно наблюдениям, один килограмм веса  солнечного преобразователя отвечает выходной мощности 100 Вт. Размеры преобразователя напряжения определяют метод его процесса установки

КПД. Эксперты советуют покупать «конвекторные обогреватели» тока с КПД от 90%. Лишь с этим параметром работа гелиосистемы будет эффектной, а ее обустраивание целесообразным. Потеря 10% энергии солнца – недопустимая «роскошь».

Добавочный функционал. Широкие возможности воздействуют на цену оборудования и не всегда популярны. Но некоторые опции оправдуют средства которые потрачены. К полезным и важным «гаджетам» относятся:

  • автоматическое добавление инверторной мощности к электрической энергии сети;
  • регулировка периода зарядки батареи аккумулятора;
  • подбор приоритетного источника тока;
  • поддержание работы с аккумуляторами различного типа (щелочными, литий железно-фосфатными, гелевыми, AGM, кислотными);
  • возможность комбинированной работы с сетевым преобразователем;
  • установка показателя напряжения — предупреждение «скачков» напряжения в сети;
  • возможность реконструкции преобразователя напряжения за счёт изменения прошивок.

Современные преобразователи могут подключаться к ПК для программирования и мониторинга.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Для отслеживания работы оборудования и электрических сетей фирмы-изготовители рекомендуют бесплатное ПО. Любопытная опция – возможность отправки СМС-оповещения о состоянии системы по запросу потребителя

Обзор распространенных гибридных преобразователей

Среди потребителей хорошие отзывы получили преобразователи напряжения зарубежных компаний: Xtender (Швейцария), Prosolar (КНР), Victor Energy (Голландия), SMA (Германия) и Xantrex (Канада). Отечественный представитель – МАП Sine.

Линейка универсальных преобразователей напряжения Xtender

Гибридный преобразователь Studer от компании Xtender – воплощение швейцарского стандарта качества в силовой электроники. Солнечные преобразователи напряжения серии Xtender выделяются показательными характеристиками прочности и обширной функциональностью.

Разнообразие моделей: ХТS – маломощные представители, ХТМ – модели средней мощности, ХТН – высокомощные преобразователи напряжения.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Диапазоны мощностей Xtender: ХТS – 0,9-1,4 кВт, ХТМ – 1,5-4 кВт, ХТН – 3-8 кВт. Напряжение на выходе – 230 Вт, частота – 50 Гц

Каждой серии гибридных преобразователей Xtender характерны следующие характеристики и опции:

  • чистая синусоида подачи;
  • «подмес» мощности к сети от аккумулятора;
  • при снижении напряжения в сети употребление от центрального электрического снабжения уменьшается;
  • два режима подбора приоритета: первый – «мягкий» с подпиткой от сети в границах 10%, второй – полное переключение на аккумулятор;
  • разнообразие инстайллерских настроек;
  • управление работой запасного генератора;
  • режим ожидания с большим диапазоном регулирования;
  • удаленный прогноз показателей системы.

Во всех типах есть функция Smart Boost –подключение к разным «поставщикам» питания (генераторная установка, сетевой преобразователь напряжения) и Power Shaving – гарантированное покрытие пиковых нагрузок.

Prosolar Hibrid – оптимизация выработки электрической энергии

Модель азиатского производства имеет хорошие характеристики и умеренную цену (около 1200 у.е.). Преобразователь оптимизирует работу фотоэлектрических панелей, сохраняя неизрасходованную энергию в аккумуляторе.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Технические специфики: форма напряжения – синусоида, КПД изменения – 90%, вес установки – 15,5 кг, оптимальная влажность – 90% без конденсации, температура -25°С – +60°С

Характерные специфики:

  • опция отслеживания за точкой граничной мощности фотоэлектрической панели;
  • информационный ЖК-дисплей с отображением параметров работы системы;
  • 3-х уровневое устройство зарядки аккумулятора;
  • регулировка самого большого тока до 25А;
  • коммуникативность преобразователя напряжения.

Преобразователь присоединяется к ПК при помощи ПО (поставляется комплектом). Имеется возможность реконструкции преобразователя напряжения путем технологической обновления firmware.

Синусоидальные преобразователи Phoenix Inverter

Преобразователи напряжения Phoenix удовлетворяют взыскательным требованиям и подойдут для производственного использования. Серия Phoenix Inverter выпущена без встроенного устройства зарядки. Преобразователи оборудованы информационной шиной VE.Bus и допускают эксплуатацию в параллельных или трехфазных конфигурациях.

Диапазон мощностей ряда моделей – 1,2-5 кВт, КПД – 95%, вид напряжения – синусоида.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

В таблице показаны характеристики гибридной вариации преобразователя напряжения 48/5000 от компании Victron Energy. Примерная цена Phoenix Inverter мощностью 5 кВт – 2500 у.е.

Конкурентные плюсы:

  • методика «SinusMax» поддерживает пуск «тяжёлых нагрузок»;
  • два режима накопления энергии – опция поиска нагрузки и понижение тока хода в холостую;
  • наличие реле сигнализации – извещение о перегреве, недостаточном напряжении батареи и т.д.;
  • настройка программируемых показателей через ПК.

Для достижения большой мощности возможно параллельное подключение к фазе до 6-ти преобразователей. К примеру, комбинация из 6-ти приборов номиналом 48/5000 может гарантировать мощность на выходе – 48кВт/30кВА.

Наши лидеры: МАП Gibrid и Dominator

Компания МАП «Энергия» разработала две вариации гибридного преобразователя: Gibrid и Dominator.

Диапазон мощностей оборудования составляет 1,3-20 кВт, временной зазор на переключение между режимами – до 4-х мс, есть возможность «подкачки» электрической энергии в городскую сеть.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

Сравнительная таблица возможностей преобразователей. Два вида могут работать в ЭКО режиме, каждая модель «связывается» с Web-сервером для удалённого мониторинга и корректировки

Общие характеристики конверторов напряжения Gibrid и Dominator:

  • преобразователь электрической энергии на базе тора;
  • стабилизация входного напряжения отсутствует;
  • режим «подкачки» мощности;
  • выход – чистый синус;
  • генерация переизбытка энергии в сеть;
  • ограничение тока употребления при входе АС;
  • класс IP21;
  • расход в «спящем» режиме – 2-5Вт.

КПД преобразователей может достигать 93-96%. Устройства удачно прошли проверки на применение при очень низких температурах (граничное значение -25°, допустимы короткое снижение до -50°С).

Невидимые моменты подсоединения: допустимые схемы

При построении фотоэлектрического комплекса, комбинированного с центральной сетью, есть разнообразные варианты подключения преобразователя напряжения.

Вариант 1. Схема с контроллером заряда DC. Самый распространенный вариант, где заряжение батареи аккумулятора выполняется через солнечный контроллер МРРТ (анализ точки высокой мощности).

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

В схеме применяется преобразователь, поддерживающий передачу электричества в сеть или нагрузку, если напряжение аккумулятора превосходит установленный клиентом параметр

Специфики решения:

  • эффективное применение возобновляемой энергии если есть наличие/отключении сети;
  • возможность активации работы от солнечной системы после разрядки аккумулятора;
  • несколько увеличенные потери на переустройство энергии на участке «контроллер-аккумулятор-преобразователь напряжения».

Вариант 2. Сетевой преобразователь на выходе батарейного преобразователя напряжения. По схеме два «конвекторного обогревателя» подсоединены к разным фотоэлектрическим панелям. Гибридный преобразователь подведен к опционной солнечной батарее для подзарядки аккумулятора, сетевой – объединен с ключевым солнечным модулем.

гибридный, инвертор, батарея, обзор, модель, подключение

При нормальных условиях (наличие сетевого тока) сетевой преобразователь питает резервируемую нагрузку, КПД переустройство – около 95%. Избыток энергии поступает на аккумулятор, а при его наполнении – в общую сеть

Характеристики системы:

  • непрерывная работа это не зависит от наличия центрального напряжения в сети;
  • большой коэффициэнт полезного действия и минимизация потерь на стороне DC благодаря достаточному уровню напряжения фотоэлектрической панели;
  • аккумуляторы практически всегда функционируют в буферном режиме, что повышает их служебный срок;
  • применение гибридных преобразователей напряжения, которые расчитаны на аккумуляторный заряд с выхода;
  • надобность регулировки работы сетевого преобразователя напряжения;
  • общая мощность сетевого преобразователя не должна быть больше мощность гибридного «конвертора» — это дает возможность перерабатывать энергию фотоэлектрических панелей на случай разряда аккумулятора, выключения сети.

Это не зависит от подобранной схемы, при подсоединении преобразователя напряжения необходимо учесть ряд невидимых моментов:

  1. Проводные соединения для DC не должны быть длинными. Преобразователь напряжения будет лучше располагать в близости (до 3-х м) от фотоэлектрических панелей, а дальше «увеличивать» магистраль с AC.
  2. Преобразователь непозволительно устанавливать на конструкции из горючих материалов.
  3. Стеновой преобразователь напряжения размещается на уровне глаз для комфорта считывания информации с монитора.

К подключению моделей мощностью более 500 Вт предъявляют специальные требования. Соединение должно быть жёстким с хорошим контактом между клеммами прибора и проводами.

Нужное видео по теме

Понятие «гибридного преобразователя напряжения», его приспособление, функции и варианты выполнения:

Обзор возможностей, рабочих режимов и эффективности применения универсального преобразователя InfiniSolar на 3 кВт:

Проектирование солнечной системы электропитания – трудная и важная задача. Расчет нужных показателей, выбор составных элементов гелиокомплекса, подключение и эксплуатационный ввод лучше поручить специалистам. Ошибки которые появились приводят к сбоям в системе и малоэффективному применению дорогого оборудования.

Добавить комментарий